1.CMC Arti
Carboxymethyl Cellulose Sodium (disingkat CMC) adalah eter selulosa yang larut dalam air dan banyak digunakan dalam industri seperti makanan, obat-obatan, bahan kimia sehari-hari, perminyakan, tekstil, dan pembuatan kertas. Sebagai aditif yang efisien dan multi-fungsi, CMC memiliki sifat unggul seperti pengentalan, penstabilan, pengemulsi, dan retensi air. Panduan ini akan memberikan pengenalan rinci tentang sumber bahan baku, cakupan aplikasi, proses produksi, dan prospek pasar CMC, membantu pelanggan memiliki pemahaman komprehensif tentang produk penting ini.
2. Perkembangan sejarah CMC
Pada awal abad ke-19: Ilmuwan untuk pertama kalinya menemukan bahwa selulosa dapat dimodifikasi dengan metode kimia.
Pada tahun 1918, ahli kimia Jerman pertama kali mensintesis carboxymethyl cellulose (CMC).
Pada tahun 1930-an: Produksi industri dimulai, awalnya digunakan dalam industri perekat dan tekstil.
Pada tahun 1950-an: CMC kelas makanan disetujui untuk digunakan dan menjadi aditif makanan (E466).
Pada abad ke-21, dengan pertumbuhan permintaan perlindungan lingkungan, aplikasi CMC dalam bidang seperti obat-obatan dan energi baru telah berkembang pesat.
Saat ini, CMC telah menjadi salah satu eter selulosa yang larut dalam air yang paling banyak digunakan di dunia, dengan output tahunan melebihi satu juta ton.2. Sumber bahan baku natrium carboxymethyl cellulose
3. Sumber bahan baku untuk CMC
1Bulu pokok kapas
Serat kapas adalah produk sampingan dari pengolahan kapas. Mereka memiliki kandungan selulosa tinggi (>90%) dan kemurnian tinggi, menjadikannya bahan baku pilihan untuk memproduksi CMC berkualitas tinggi.
Ini berlaku untuk produksi CMC kelas farmasi dan makanan.
2) Pulp kayu
Ini diekstraksi dari kayu melalui proses pemasakan kimia atau mekanis, dengan kandungan selulosa sekitar 70% hingga 85%.
Biayanya relatif rendah dan sering digunakan dalam produksi CMC kelas industri, seperti dalam pengeboran minyak, pencetakan dan pewarnaan tekstil, dan bidang lainnya.
(3) Serat tanaman lainnya
Bahan seperti bambu dan residu tebu juga dapat digunakan sebagai bahan baku untuk CMC, tetapi mereka kurang diterapkan dan biasanya digunakan untuk produk dengan persyaratan khusus.
4. Cakupan aplikasi natrium carboxymethyl cellulose
CMC, dengan kinerja unggulnya, memainkan peran penting dalam berbagai industri:
(1) Industri makanan
- Pengental: Digunakan dalam es krim, yogurt, jeli, dll., untuk meningkatkan rasa.
- Penstabil: Mencegah stratifikasi minuman dan memperpanjang umur simpan.
- Agen penahan air: Menahan kelembaban dalam roti dan kue untuk menunda penuaan.
(2) Industri farmasi
- Pengikat tablet: Meningkatkan kemampuan bentuk dan kelarutan tablet.
- Eksipien farmasi: digunakan untuk mengentalkan dan menstabilkan salep dan gel.
- Air mata buatan: Sebagai pelumas untuk meredakan sindrom mata kering.
(3) Produk kimia sehari-hari
- Pasta gigi: Memberikan viskositas dan kilau yang sesuai pada pasta.
- Sampo dan sabun mandi: Meningkatkan konsistensi dan meningkatkan pengalaman pengguna.
- Kosmetik: Digunakan untuk menstabilkan dan mengentalkan losion dan masker wajah.
(4) Industri perminyakan
- Aditif cairan pengeboran: Meningkatkan viskositas lumpur dan menstabilkan lubang sumur.
- Cairan rekahan: Digunakan untuk rekahan hidrolik dalam ekstraksi gas serpih.
(5) Tekstil dan Pembuatan Kertas
- Pencetakan dan pewarnaan tekstil: Sebagai agen pengikat, ini meningkatkan kohesi serat.
- Agen pengikat pembuatan kertas: Meningkatkan kekuatan dan ketahanan air kertas.
(6) Aplikasi lainnya
CMC juga banyak digunakan dalam industri seperti keramik, pelapis, dan bahan bangunan sebagai pengikat atau pengubah reologi.
5. Proses produksi natrium karboksimetil selulosa
Produksi CMC terutama meliputi langkah-langkah seperti alkalisasi, eterifikasi, netralisasi, pemurnian, dan pengeringan.
(1) Reaksi alkalisasi
Selulosa bereaksi dengan natrium hidroksida (NaOH) untuk membentuk selulosa alkali.
Selulosa-OH + NaOH → Selulosa-ONa + H2OSelulosa-OH + NaOH → Selulosa-ONa + H2O
(2) Reaksi eterifikasi
Reaksi selulosa alkali dengan natrium kloroasetat (ClCHCOONa) memperkenalkan gugus karboksimetil:
Selulosa-ONa + ClCH2COONa → Selulosa-O-CH2COONa + NaClSelulosa-ONa + ClCH2COONa → Selulosa-O-CH2COONa + NaCl
(3) Netralisasi dan pemurnian
Sesuaikan pH menjadi netral (6-8) dengan asam (seperti asam klorida).
Produk sampingan (seperti NaCl dan natrium glikolat) dihilangkan dengan pencucian air dan pencucian alkohol.
(4) Pengeringan dan penghancuran
CMC berbentuk bubuk diperoleh dengan pengeringan semprot atau pengeringan tempat tidur terfluidisasi.
Sesuaikan kehalusan (80 mesh -200 mesh) sesuai kebutuhan.
(5) Kontrol Kualitas
- Derajat substitusi (DS): Ini mengukur derajat karboksimetilasi, biasanya berkisar dari 0.4 hingga 1.5, dan untuk DS tingkat makanan, itu adalah ≥0.7.
- Kemurnian: Deteksi kandungan kotoran seperti klorida dan logam berat.
- Viskositas: Aplikasi yang berbeda memiliki persyaratan viskositas yang berbeda (misalnya, viskositas larutan 1% adalah antara 10 dan 10.000 mPa·s).
6. Prospek pasar CMC
Dengan peningkatan kesadaran perlindungan lingkungan dan kesehatan, permintaan pasar untuk CMC terus meningkat:
- Makanan dan Obat: CMC alami dan aman sebagai alternatif aditif sintetis.
- Energi baru dan perlindungan lingkungan: Digunakan dalam bidang yang sedang berkembang seperti pemisah baterai lithium dan pengolahan air limbah.
- Pasar global: Diperkirakan ukuran pasar CMC akan melebihi 2 miliar dolar AS pada tahun 2025.
7. Bagaimana memilih produk CMC yang tepat?
Pelanggan perlu mempertimbangkan faktor-faktor berikut saat memilih CMC:
Bidang aplikasi: Tingkat makanan, tingkat farmasi, atau tingkat industri
- Derajat substitusi (DS): DS tinggi (>0.8) cocok untuk kebutuhan viskositas tinggi.
- Rentang viskositas: Viskositas rendah (<100 mPa·s) digunakan untuk minuman, dan viskositas tinggi (>1000 mPa·s) digunakan untuk cairan pengeboran.
- Kelarutan: Beberapa produk perlu dilarutkan dalam air dingin segera, sementara yang lain perlu dilarutkan dengan pemanasan.
8.Kesimpulan
Natrium karboksimetil selulosa (CMC), sebagai bahan polimer multifungsi dan ramah lingkungan, memainkan peran yang tak tergantikan di banyak industri. Baik itu penebalan makanan, eksipien farmasi, ekstraksi minyak, atau industri kimia sehari-hari, CMC dapat memberikan solusi yang efisien. Dengan kemajuan teknologi, cakupan aplikasi CMC akan semakin diperluas dan prospek pasar sangat luas.
